“高性价比”地铁无线网如何炼成

    【CPS中安网 cps.com.cn】 资料显示，到今年年末，全国城市轨交运营里程将超过3100公里，提前一年实现“十二五”规划。预计明年将有40个城市提速建设轨道交通，总在建里程近4000公里。而据专家预测，未来十到二十年，在北上广深等一线特大城市轨道建设继续延伸的同时，二三线城市将迎来城市轨道交通的第二轮大发展。

　　针对现阶段城市轨道现状与“第二轮”发展中将遇到的网络建设与应用难题，锐捷网络政府和交通行业顾问朱剑表示：“轨道交通在优化城市空间结构、缓解城市交通拥挤、保护环境等方面均显示出积极促进作用，而其高质量的运营和高品质的服务背后更离不开高速、安全、稳定的网络作为支撑。但是，无线网络作为车地通讯的重要载体，却因为技术瓶颈的存在，无法满足车厢内"低头族"和控制室"大屏幕"的需求，这也是地铁无线网首先应该解决的"痛点"。“

　　剖析轨道交通中的Wi-Fi“痛点”

　　据了解，在已经建成的一些地铁项目中，控制中心只能同时调用2～3路车厢内监控视频，下发车载视频信号中也屡屡卡顿延播。针对这一情况，朱剑认为：“环境干扰和突发事件安全等问题，是运营者始料未及的，也是"痛点"的成因。”

　　·痛点一：车厢内日渐混乱的Wi-Fi环境

　　在2010年以前，无线网速还没有突破百兆，智能手机还没有流行，路面看到的无线终端基本上屈指可数。而隧道内、车厢里基本上只有CBTC和PIS等有限的系统使用2.4G频段的WLAN技术传输数据。但时代发展到了今天，在这个“全民低头”使用智能移动设备的年代，列车内有CBTC、PIS和乘客上网等多套系统同时使用WLAN。另外，运营商部署的热点信号、乘客自带的3G路由器、蓝牙设备、无线鼠标等等在密集的车厢内都在相互挤占了有限的信道资源，因此，车载业务系统的车地无线通信面临着系统内和系统外的双重干扰。

　　·痛点二：突发事件加重实时监控压力

　　地铁作为安防重地，要求全方位的、实时、清晰的视频监控，运营管理人员对画质要求从CIF逐步提升至D1，甚至1080P。而在遭遇突发事件时，监控网络的压力超出了现有无线架构的负载极限。

　　例如：按照每车厢2颗720P摄像头，每司机室1颗720P摄像头的需求计算(未来每节车厢的摄像头会提升至4颗甚至8颗)，如果出现大量运动画面，若要保证突发事件中监控画面无卡顿的需求，则单路摄像头需要8Mbps的车地网络上传带宽。如果同时调用全车14颗摄像头进行16分屏直播，则需要100Mbps以上的车地网络上传带宽。

　　但目前在网运行的车地传输技术，基本只能支持同时调用2至3路摄像头进行直播。随着需要实时同步的车载信息系统越来越多，数据量越来越大，地铁亟需一套能提供稳定、高速的车地双向无线通信技术和方案。

　　解决上述难题怎样做到“高性价比”?

　　锐捷网络推出的802.11ac车地双向千兆通信平台，正是针对我国地铁无线网“痛点“而生。由于采用了第5代Wi-Fi和针对轨道交通特有的场景化适用技术，可高性价比地解决目前车厢内日渐混乱的Wi-Fi环境，以及突发事件实时监控的网络压力，这为我国即将迎来的城市轨道交通第二轮大发展注入了技术创新推动力。

　　·车地双向千兆通信

　　锐捷网络地铁无线网络解决方案，实现了车地双向的千兆通信。在802.11ac基础上可利用256QAM、载波聚合、深度帧聚合等技术，实现1.3Gbps的连接速率，而实际有效吞吐可达950Mbps。在传输距离方面，锐捷的无线设备采用了先进的MIMO(多入多出)、TxBF(波束成型)、LDPC(低密度纠错编码)、MRC(最大比合并分集)等技术，实现了200m距离的高性能传输。

　　·车地通信性能加倍

　　“场景化”一直以来是锐捷网络研发的着力点，也是锐捷无线产品性能引领业界的秘诀。那么，在轨道交通这个更复杂的场景中，这套方案又如何让性能加倍呢?据介绍，锐捷采用了车内交换环网技术，实现有线链路冗余备份。第一，每节车厢布放一台车载交换机，车厢间可通过网线互联，组成环网;第二，利用VSU虚拟化技术，将各车厢交换机虚拟成一个交换机单元，可进行统一管理，统一策略;第三，整车可实现头尾2条车地链路同时使用，并实现负载均衡，在一条链路中断的情况下，可在20ms内完成链路切换保护。

　　·车地通信“零丢包”

　　一般来说，无线网络体验的好坏是由“静”和“动”决定的，看着信号满格，但随时都有可能在“动”的情况下出现中断。而处于“随时在动”的车厢内，这套方案又将如何应对呢?首先是“虚拟AP”技术，这可以确保轨旁AP工作在相同频率，也发出相同的BSSID，所有的报文处理和交互，由AC统一协调。对于列车AP来说，可以把整网的所有AP看成一个“虚拟的大AP”。

　　其次，锐捷网络配合车载“虚拟大交换机”，应用了极具创新应用价值的专利技术“MAC地址通告”，确保列车跨站区切换轨旁和车地交换机的瞬间，10ms内完成链路切换。

　　完善的无缝切换保障体系确保车地通信不会出现切换开销和网络丢包。列车在运行过程中，车地通信无论是切换轨旁AP、轨旁交换机还是区间汇聚交换机，都能在瞬间完成。

　　治愈“痛点”获专家一致认可

　　在充分了品读了锐捷网络针对轨道交通无线网建设方案之后，国内外城市轨道交通领域的专家和参会集成商代表均表示：“锐捷的地铁无线网方案性价比非常高。网络架构虽然简单，但性能加倍，在建设和后期运维方面皆能有效节省用户资金和人力成本投入。另外，由于充分理解并适应了轨道交通的场景化特点，其产品整合后的系统平台能够有效消除信源干扰，达到实际应用的高要求。”

　　当前，随着城市化进程的加速和城市轨道交通的蓬勃兴起，具有节能、快捷便利、客运量大等优势的城市轨道交通已成为大城市可持续发展、加速城镇化改造的必然趋势。而在考虑到乘客流量的成倍增加、运营提速和未来移动互联网的发展方向，锐捷在方案中还实现了用户认证和网关集中到“大核心”的架构，系统可根据用户规模的发展，灵活便捷地实现扩容。同时，该方案中的车载设备均符合轨道交通EN50155系列标准，轨旁设备符合工业级各项标准，防护等级达到IP67，可在所有恶劣环境下正常运行并提供服务，充分保障了地铁运营所需要的高可靠性。

声明:

凡文章来源标注为"CPS中安网"的文章版权均为本站所有，如需转载请务必注明出处为"CPS中安网"，违反者本网将追究相关法律责任。非本网作品均来自互联网，转载目的在于传递更多信息，并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。